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第35 讲 原子结构与原子核
1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.
2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.
3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识.4.会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题．
考点一 原子结构与α 粒子散射实验
1．α 粒子散射实验的结果
绝大多数α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α 粒子发生了大角度偏转，极少
1
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数 α 粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图1 所示．
2．卢瑟福的原子核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，
带负电的电子在核外绕核旋转．
[例题1] （2024•湖南一模）在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下
列有关叙述中正确的是（ ）
A．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因
B．核聚变反应所释放的γ 光子来源于核外电子的能级跃迁
C．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，
并测出了该粒子的比荷
【解答】解：A.伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运
动的原因，故A 错误；
B.核聚变反应所释放的γ 光子来源于原子核内部，故B 错误；
C.在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法，故C 错误；
D.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，
并测出了该粒子的比荷，故D 正确。
故选：D。
[例题2] （多选）（2024•白云区校级模拟）英国物理学家卢瑟福用α 粒子轰击厚度为微
米的金箔，发现少数α 粒子发生较大偏转。如图所示，甲、乙两个α 粒子从较远处（规定电势
为零）分别以相同的初速度轰击金箔，实线为两个α 粒子在某一金原子核附近电场中的运动轨
迹，两轨迹的交点为a，虚线表示以金原子核为圆心的圆，两轨迹与该圆的交点分别为b、c。
忽略其他原子核及α 粒子之间的作用，两粒子从较远处运动到b、c 两点的过程中，下列说法
正确的是（ ）
2
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A．电场力对甲、乙两个粒子做的功一定相同
B．两个α 粒子经过a 点时加速度一定不同
C．乙粒子在a 点的电势能一定大于在c 点时的电势能
D．电场力对甲粒子冲量的大小一定等于对乙粒子冲量的大小
【解答】解：A、以场源电荷为圆心的同心圆为等势面，因此可知b、c 两点的电势相同；由电
势能定义式Ep＝φq，则甲、乙粒子在b、c 两点的电势能相等，结合电场力做功等电势能的变化
量可知，甲、乙两个α 粒子从较远处（规定电势为零）运动到b、c 两点的过程中电场力做的功
相等，故A 正确；
B、根据点电荷的场强公式E= kq
r
2 ，可知离场源电荷距离相等的点场强大小相等，两个α 粒子经
过a 点时所受电场力F＝qE 相同，由牛顿第二定律可知，两粒子在该点加速度相同，故B 错误；
C、距离正点电荷越近，电势越高，离正点电荷越远，电势越低，可知，a 点电势高于c 点电势，
即：φa＞φc，可知正电荷在电势越高的地方电势能越大，因此，乙粒子在a 点的电势能大于c 点
的电势能，故C 正确；
D、甲、乙粒子在b、c 两点的电势能相等，只有电场力做功，粒子的动能和电势能之和不变，
所以甲、乙粒子在b、c 两点的动能相等，则两粒子在b、c 两点的速度相等，即vb＝vc，甲、乙
两粒子的初速度相等，但速度是矢量，b、c 两点处速度大小相同，但方向不同，而根据矢量运
算可知，甲粒子速度的变化量与乙粒子速度的变化量的大小方向均不同，由I＝mΔv 可知甲粒子
从较远处到b 点过程中电场力冲量的大小不等于乙粒子从较远处到c 点过程中电场力冲量的大小，
故D 错误。
故选：AC。
[例题3] （2024•上海二模）如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图
（2）所示。将阴极K 和阳极A 与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K 射出，并在
AK 间加速。从A 处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD 为一对平行金属板，接在另一个直
流电源上，CD 间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD 板右侧射
出后沿直线射到右端荧光屏上P 点。管外CD 极板前后两侧加装a 和b 两个载流线圈，通电线
圈产生一个与CD 间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒
子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O 点。已知KA 间加速电压为U1，CD 间偏转电压为U2，
CD 板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K 发出时的初速度和重力的大小，完成下列
问题：
3
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（1）自K 射出的带电粒子是 。它是由物理学家
（选填：①卢瑟福，②汤
姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。
（2）该粒子从阴极K 发出后，向阳极A 运动过程中，其电势能和动能变化情况是 。
A．电势能增加，动能减小
B．电势能增加，动能增加
C．电势能减小，动能增加
D．电势能减小，动能减小
（3）若已知粒子离开阳极A 时的速度vA，为使粒子束不发生偏转：
①在载流线圈中通入的电流方向 。
A．a 线圈中顺时针，b 线圈中逆时针
B．a 线圈中顺时针，b 线圈中顺时针
C．a 线圈中逆时针，b 线圈中逆时针
D．a 线圈中逆时针，b 线圈中顺时针
②此时的磁感应强度B＝ 。
（4）（计算）若已知该粒子的比荷q/m 大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD 板后发
生偏转（设磁场和电场仅局限于CD 板之间）。求：
①粒子离开阳极A 时的速度vA大小；
②粒子打到荧光屏P 点时速度vP大小；
③vP与vA方向的偏转角θ 的正切值tanθ。
【解答】解：（1）从阴极射线管的K 极射出的是电子，它是由物理学家汤姆孙最早通过实验确
定这种带电粒子属性的；
（2）电子从阴极K 发出向阳极A 运动过程中，电场力做正功，电势能减小，根据动能定理可知，
动能增加，故C 正确，ABD 错误。
故选：C；
4
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（3）①若已知粒子离开阳极A 时的速度vA，为使粒子束不发生偏转，则电场力和洛伦兹力平
衡，由题意可知电子受到的电场力竖直向上，则洛伦兹力竖直向下，根据右手螺旋定则可知，
线圈中的电流产生的磁场方向垂直纸面向里，故a 线圈中电流为顺时针，b 线圈中电流为顺时针，
故B 正确，ACD 错误。
故选：B；
②根据平衡条件有
e v A B =e U 2
d
解得
B = U 2
v A d ；
（4）①设电子的质量为m，根据动能定理有
eU 1= 1
2 m v A
2
又
e
m = N
联立解得
v A =√2 N U 1；
②电子在CD 间受到的电场力为
F = eU 2
d
根据牛顿第二定律，电子沿电场方向加速度为
a= F
m = N U 2
d
根据运动学公式，电子通过CD 的时间为
t = L
v A
=
L
√2 N U 1
电子沿电场方向分速度
v y =at =
NLU 2
d √2 N U 1
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则电子打到P 点时的速度
v P=√v A
2 + v y
2 =√
2 N U 1+ N U 2
2 L
2
2U 1d
2 ；
③根据几何关系，vP与vA方向的偏转角的正切值为
tanθ = v y
v A
= U 2 L
2U 1d 。
考点二 玻尔理论的理解与计算
1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然
绕核运动，但并不向外辐射能量．
2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这
两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h 是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，
因此电子的可能轨道也是不连续的．
4．氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级图(如图所示)
(2)氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝
0.53×10－10 m.
[例题4] （2024•太原二模）用大量氢原子发出的a、b、c 三种光测试一新材料光电管，
遏止电压Uc与三种光的频率关系如图所示，图像斜率为k，截距为﹣d，电子带电量的大小为
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e，下列说法正确的是（ ）
A．三种光子的动量pa＜pb＜pc
B．由图像可知，普朗克常量k
e
C．由图像可知，金属材料的逸出功为ed
D．若a、b、c 是大量氢原子从能级n＝3 跃迁到低能级时发出的光，则λc＝λa+λb
【解答】解：A、由题图可知三种光子的频率关系为：νa＞νb＞νc，则波长关系为λa＜λb＜λc，根
据p= h
λ 可知pa＞pb＞pc，故A 错误；
BC、根据eUc＝Ek＝hν﹣W0可得：U c = h
e ⋅ν - W 0
e ，其图像斜率k= h
e ，解得普朗克常量h＝ke
当入射光的频率为零时，有U c =- W 0
e =-d，解得金属的逸出功W0＝ed，故B 错误，C 正确；
D 、若这三种光是原子从能级n ＝3 跃迁到较低能级时发出的光，根据玻尔理论可得
hc
λa
= hc
λb
+ hc
λc
，整理可得1
λa
= 1
λb
+ 1
λc
，故D 错误。
故选：C。
[例题5] （2024•琼山区校级模拟）如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，Hα、
Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为n＝3、4、5、6 的
能级向量子数为n＝2 的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm～700nm 之间，
下列说法正确的是（ ）
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A．Hα谱线对应的光是可见光中的紫光
B．四条光谱线中，Hδ谱线对应的光子能量最大
C．Hβ谱线对应的是从n＝5 的能级向n＝2 的能级跃迁时发出的光谱线
D．Hγ谱线对应的光，照射逸出功为3.20eV 的金属，可使该金属发生光电效应
【解答】解：A．四条光谱线中，Hα谱线对应的光子波长最大，根据频率跟波长成反比可得：
Hα谱线对应的光子频率最小，而紫光频率最大，故A 错误；
B．同理四条光谱线中，Hδ谱线对应的光子波长最小，频率最大，能量最大，故B 正确；
C．根据光子能量表达式，则Hβ谱线对应的光子能量满足
E =h c
λ =6.63×10
-34×
3×10
8
486.27×10
-9 J = 4.1×10
-19 J =2.56eV
从n＝5 的能级向n＝2 的能级跃迁时的能量
E′＝3.40eV﹣0.54eV＝2.86eV≠E
故C 错误；
D．同理，Hγ谱线对应的光子能量满足
Eγ =h c
λ =6.63×10
-34×
3×10
8
434.17×10
-9 J = 4.6×10
-19 J =2.88eV ＜3.20eV
由此可知，光子能量小于金属的逸出功，所以该金属不能发生光电效应，故D 错误。
故选：B。
[例题6] （2024•黔南州二模）1885 年，瑞士科学家巴尔末对当时已知的氢原子在可见光
区的4 条谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）作了分析，发现这些谱线的波长满足一个简单的公式，
称为巴尔末公式。这4 条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4 条特征谱线分别对
应氢原子从n＝3、4、5、6 能级向n＝2 能级的跃迁，下面4 幅光谱图中，合理的是（选项图
中标尺的刻度均匀分布，刻度们从左至右增大）（ ）
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A．
B．
C．
D．
【解答】解：光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n＝3、4、5、6 能级分别向n＝
2 能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，根据λ = c
v 可知光子波长减小，在标
尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ谱线应从右向左排列。由于氢原子从n＝3、4、5、6 能级分别向n＝2 能
级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4 条谱线排列越来越紧密。故ABC 错误，
D 正确。
故选：D。
考点三 原子核的衰变
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α 粒子或β 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
(2)分类
α 衰变：X→Y＋He
β 衰变：X→Y＋e
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2．三种射线的成分和性质
名称
构成
符号
电荷量
质量
电离
能力
贯穿
本领
α 射线
氦核
He
＋2 e
4 u
最强
最弱
β 射线
电子
e
－e
u
较强
较强
γ 射线
光子
γ
0
0
最弱
最强
3.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念，可总结出公式
N 余＝N 原
，m 余＝m 原
式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后的放射性元素的原
子核数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，与原子所处的物理状态(如温度、
压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
[例题7] （2024•江门一模）某种核电池采用钚核（ 94
244Pu）的放射性同位素钚核（ 94
238
Pu），其发生的核反应方程是 94
238Pu→ 92
234U+X，以下说法正确的是（ ）
A．钚核（ 94
238Pu）比钚核（ 94
244Pu）少了6 个质子
B．X 粒子是氦核（ 2
4He）
C．钚核（ 94
238Pu）的质量等于铀核（ 92
234U）与X 粒子的质量之和
D．钚核（ 94
238Pu）的半衰期会随外界环境温度的变化而改变
【解答】解：A．钚核（ 94
238Pu）和钚核（ 94
244Pu）相比，质子数是相等的，少了6 个中子。故
A 错误；
B．根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒，可知X 粒子的电荷数为2，质量数为4，为氦
核（ 2
4He），故B 正确；
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C．依题意，核反应过程出现了质量亏损，可知钚核（ 94
238Pu）的质量大于铀核（ 92
234U）与X
粒子的质量之和。故C 错误；
D．半衰期由原子核内部性质决定，钚核（ 94
238Pu）的半衰期不会随外界环境温度的变化而改变。
故D 错误。
故选：B。
[例题8] （2024•广东模拟）我国于2024 年1 月研发出全球首款民用核电池。该核电池利
用半衰期约为100 年的镍63 来工作，其衰变方程为： 28
63Ni→ 29
63Y+X，则（ ）
A．X 是电子
B．X 是α 粒子
C．Y 与Ni 是同位素
D．Y 的中子数为29
【解答】解：AB．根据电荷数守恒、质量数守恒可知X 的质量数是A＝63﹣63＝0，电荷数：Z
＝28﹣29＝﹣1，则X 是电子，故A 正确，B 错误；
CD．同位素是质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子，Y 的质子数是29，是铜元素，
与Ni 不是同位素，Y 的中子数为n＝A﹣Z＝63﹣29＝34，故CD 错误。
故选：A。
[例题9] （2024•浙江模拟）π+介子会发生衰变，反应方程式为π+→μ++vμ，即生成一个
μ+介子和一个vμ中微子。在云室中观测到π+介子衰变时产生部分粒子的轨迹如图。轨迹所在
平面与磁场垂直，两段圆弧相切于P 点，且rμ+：rvμ＝2：1。则μ+和vμ 粒子的动量之比为（
）
A．3：1
B．1：2
C．2：1
D．1：3
【解答】解：μ+介子和μ 子在磁场中均做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定
律可得：evB =m v
2
r ，解得动量p＝mv＝eBr，则μ+的动量为：pμ
+=eBr μ
+，vμ 粒子的动量为：
pV μ=eBrV μ，则pμ
+：pV μ=2：1，故C 正确，ABD 错误。
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故选：C。
考点四 核反应类型及核反应方程
类型
可控性
核反应方程典例
衰变
α 衰变
自发
92U→90Th＋He
β 衰变
自发
90Th→91Pa＋e
人工转变
人工控制
7N＋He→8O＋H(卢瑟福发现质子)
He＋Be→6C＋n(查德威克发现中子)
13Al＋He→P＋
n
约里奥－居里夫妇发现
放射性同位素，同时发
现正电子
P→Si＋ 0＋1e
重核裂变
比较容易进行
人工控制
92U＋n→56Ba＋Kr＋3n
92U＋n→54Xe＋Sr＋10n
轻核聚变
目前无法控制
H＋H→He＋n
注意：
(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．
(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方
程．
(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．
[例题10] （2024•东湖区校级二模）近年来，我国在新能源汽车领域取得了巨大的突破和
发展。目前，核能汽车处于试验阶段，车上主要搭载了核动力电池，利用原子核衰变释放的核
能转化为电池的电能。某种核动力电池利用了 94
238Pu 的衰变，衰变方程为 94
238Pu→ 92
234U+X，
下列说法正确的是（ ）
A．X 为β 粒子
B．该反应的发生需要吸收能量
C． 94
238Pu 的结合能大于 92
234U 的结合能
D． 94
238Pu 的原子核比 92
234U 的原子核更加稳定
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【解答】解：A．由衰变过程电荷数守恒和质量数守恒可知，X 的质量数A＝238﹣234＝4，电
荷数Z＝94﹣92＝2，可知X 为α 粒子，故A 错误；
B．由题，原子核衰变释放的核能转化为电池的电能，可知衰变过程会放出能量，故B 错误；
C．根据自然组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，可知 94
238 Pu的核结合能大于 92
234U的
核结合能，故C 正确；
D．衰变的过程中释放能量，而且α 粒子的比结合能比较小，可知 92
234U的比结合能比 94
238 Pu的
比结合能大，而原子核的比结合能越大越稳定，故 92
234U的原子核比 94
238 Pu的原子核更加稳定
故D 错误。
故选：C。
[例题11] （2024•雨花区校级模拟）2023 年8 月24 日，日本政府正式向海洋排放福岛第一
核电站的核污水。核污水中的Po 发生衰变时的核反应方程为 84
210 Po→ 82
206 Pb+X。设 84
210 Po
的比结合能为E1， 82
206 Pb的比结合能为E2，X 的比结合能为E3。已知光在真空中的传播速度
为c， 84
210 Po的半衰期为138 天，则下列说法正确的是（ ）
A．E1＞E2
B．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子
C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为206 E2+ 4 E3-210 E1
c
2
D．10 个 84
210 Po核138 天后剩余5 个
【解答】解：A．比结合能越大，原子核越稳定，由于生成物比反应物稳定，所以E1＜E2，故A
错误；
B、由质量数守恒和电荷数守恒可知X 的质量数A＝210﹣206＝4，电荷数Z＝84﹣82＝2，即X
为氦原子核（ 2
4He），该衰变的本质是原子核中两个质子和两个中子组成了 2
4He 进而发生了α
衰变，故B 错误；
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C 、该核反应过程中放出能量，根据能量守恒定律结合质能方程可得：ΔE
=206 E2+ 4 E3-210 E1= Δmc
2，解得亏损的质量Δm= 206 E2+ 4 E3-210 E1
c
2
，故C 正确；
D、半衰期是大量放射性原子衰变的统计结果，对个别放射性原子没有意义，故D 错误。
故选：C。
[例题12] （2024•济宁一模）全球核电站日益增多，核电站产生的核污水对环境和人类健
康构成了一定的威胁。核污水中含有大量的铯137 等几十种放射性元素，其中 55
137Cs的半衰期
为30 年，衰变方程为 55
137Cs→56
137 Ba+-1
0 e。下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程中释放出电子说明 55
137Cs原子核中存在电子
B．经过60 年，1g 的 55
137Cs原子核中将有0.25g 发生衰变
C．将核污水稀释后，可以使 55
137Cs原子核的半衰期变短
D． 55
137Cs的比结合能小于 56
137 Ba的比结合能
【解答】解：A．β 衰变的本质是原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从原子
核中释放出来，不能说明原子核内有电子，故A 错误；
B． 55
137Cs的半衰期为30 年，经过60 年即两个半衰期，1g 的 55
137Cs原子核中将有m'＝m-( 1
2 )
2
m＝1g- 1
4 g＝0.75g 发生衰变，故B 错误；
C．半衰期与元素的物理性质和化学性质无关，核污水稀释后，其半衰期将不变，故C 错误；
D．生成物要比反应物稳定，则 55
137Cs的比结合能小于 56
137 Ba的比结合能，故D 正确。
故选：D。
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考点五 核力与核能的计算
1．应用质能方程解题的流程图
书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm 的单位是“kg”，c 的单位是“m/s”，ΔE 的单位是“J”．
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV 计算．因1 原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm
的单位是“u”，ΔE 的单位是“MeV”．
2．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算
[例题13] （2024•石家庄二模）2023 年12 月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球
开放。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为 1
2H+1
3H→
2
4
He+X，已知 1
2 H的比结合能为
E1， 1
3H 的比结合能为E2， 2
4He 的比结合能为E3，光在真空中的传播速度为c。下列说法正
确的是（ ）
A．核反应方程中X 为电子
B． 2
4He 的比结合能小于 1
2H 的比结合能
C．核反应吸收的能量为E3﹣（E1+E2）
D．核反应中的质量亏损为4 E3-(2 E1+3 E2)
c
2
【解答】解：A．根据质量数与电荷数守恒可知X 的质量数A＝2+3﹣4＝1，电荷数z＝1+1﹣2
＝0，所以X 为 0
1n，故A 错误；
B．反应过程中释放大量热量，则总结合能增大， 2
4 He的比结合能大于 1
2 H的比结合能，故B
错误；
CD．核反应放出的能量为ΔE＝4E3﹣（2E1+3E2）
由能量守恒可得4 E3-(2 E1+3 E2)= Δmc
2
15
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解得Δm= 4 E3-(2 E1+3 E2)
c
2
故C 错误，D 正确。
故选：D。
[例题14] （2024•鹿城区校级模拟）太阳能源于太阳内部的聚变反应，太阳质量也随之不
断减少。设每次聚变反应可看作4 个氢核结合成1 个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为
4.0×1026J，下列说法正确的是（ ）
A．该聚变的核反应方程是41
1H→ 2
4He+2-1
0 e
B．聚变反应在常温下也容易发生
C．太阳每秒钟减少的质量约4.4×109kg
D．目前核电站采用的核燃料主要是氢核
【解答】解：A、根据氢核的聚变过程中，质量数和电荷数守恒可知其反应方程为：41
1H→ 2
4He
+21
0e，故A 错误；
B、核聚变反应也叫热核反应，聚变反应必须在很高的温度下才能发生，温度要达到几百万开尔
文才可以，故B 错误；
B、根据ΔE＝mc2可得太阳每秒钟减少的质量约为：Δm= ΔE
c
2 = 4.0×10
26
(3×10
8)
2kg＝4.4×109kg，故C
正确；
D、目前核电站采用的核燃料主要是铀原子核，因为重核裂变反应是可控的，故D 错误。
故选：C。
[例题15] （2024•平谷区模拟）2023 年8 月25 日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次
实现100 万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。
核聚变是一种核反应的形式。下列关于核反应的说法中正确的是（ ）
A．要使轻核发生聚变，一种可行的方法是将物质加热到几百万开尔文的高温
B．氘氚核聚变的核反应方程为： 1
2H+ 1
3H→ 2
4He+ -1
0 e
C．相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变释放的核能更多
D．核聚变反应过程中没有质量亏损
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【解答】解：A、根据核聚变的条件可知，要轻核发生聚变，一种可行的方法是将物质加热到几
百万开尔文的高温，同时还需要很大的压强，故A 正确；
B、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为： 1
2H+ 1
3H→ 2
4He+ 0
1n；
故B 错误；
C、根据核聚变与核裂变的特点可知，相同质量的核燃料重核裂变比轻核聚变释放的核能少，故
C 错误；
D、核聚变过程中有质量亏损，故D 错误。
故选：A。
题型1 谱线条数的确定
1.
（2024• 山东模拟）图示为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量范围为
1.62∼3.11eV。根据玻尔理论可知，大量处于n＝4 能级的氢原子向低能级跃迁的过程中，能产
生不同频率的可见光光子有（ ）
A．6 种
B．4 种
C．3 种
D．2 种
【解答】解：大量处于n＝4 能级的氢原子向低能级跃迁的过程中最多能产生C4
2 =6种不同频率
的光子
从n＝4 能级向n＝3 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E43＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51eV）＝
0.66eV；
从n＝4 能级向n＝2 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E42＝﹣0.85eV﹣（﹣3.40eV）＝
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2.55eV；
从n＝3 能级向n＝2 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E32＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝
1.89eV；
从n＝2 能级向n＝1 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E21＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6eV）＝
10.2eV；
从n＝3 能级向n＝1 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E31＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝
12.09eV；
从n＝4 能级向n＝1 能级跃迁的过程中，释放光子的能量E41＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝
12.75eV。
只有E42 和E32 的值在1.62∼3.11eV 范围内，即产生不同频率的可见光光子有2 种，故D 正确，
ABC 错误。
故选：D。
2.
（2024•福州模拟）图甲是氢原子能级图，图乙中的Ha，Hβ，Hγ，Hδ是氢原子从较高
能级向n＝2 能级跃迁时产生的在可见光区域的四条谱线，其中谱线Hδ是氢原子从n＝6 能级
向n＝2 能级跃迁时产生的，则（ ）
A．图乙中的氢原子光谱是连续光谱
B．四条谱线中Hα对应的光子能量最大
C．谱线Hδ对应的光子能量是3.02eV
D．谱线Hγ是氢原子从n＝7 能级向n＝2 能级跃迁时产生的
【解答】解：A、氢原子只能发出或者吸收特定频率的光，其谱线为线状光谱，故A 错误；
B、Hα谱线的波长最长，频率最小，能量最小，故B 错误；
C、谱线Hδ 是氢原子从n＝6 能级向n＝2 能级跃迁时产生的，其能量Eδ＝E6﹣E2＝﹣0.38eV﹣
（﹣3.4eV）＝3.02eV，故C 正确；
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D、谱线Hγ对应的光子能量仅次于谱线Hδ对应的光子能量，所以谱线Hγ是氢原子从n＝5 能级
向n＝2 能级跃迁时产生的，故D 错误。
故选：C。
3.
（2024•浙江模拟）如图所示，能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到
某一特定能级就形成一个线系，比如：巴耳末系就是氢原子从n＝3，4，5……能级跃迁到n＝
2 的能级时辐射出的光谱，其波长λ 遵循以下规律：1
λ = R( 1
2
2 - 1
n
2 )R 为常数，下列说法正确
的是（ ）
A．氢原子从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级时辐射出的光子，在巴耳末系中波长最短
B．氢原子从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级，该氢原子放出光子，其核外电子的动能增大
C．用能量为14.0eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，受照射后，氢原子能跃迁到n＝4 的
能级
D．用大量电子去撞击一群处于基态的氢原子，使处于基态的氢原子跃迁到n＝4 能级的电子德
布罗意波长λ＞
hc
E4- E1
【解答】解：A、根据玻尔理论可知氢原子从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级时辐射出的光子，在巴
耳末系中光子中能量值最小，则波长最长，故A 错误；
B、氢原子从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级，该氢原子放出光子，其核外电子的轨道半径静止，由
牛顿第二定律k e
2
r
2 = mv
2
r
得Ek= 1
2 m v
2= k e
2
2r ，据此可知电子动能增大。故B 正确；
C、用光子能量为14.0eV 的光照射基态的氢原子，由于14.eV＞13.6eV，能够使其电离，故C 错
19
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误；
D、n＝1 和n＝4 间的能级差为E4﹣E1，由于用电子撞击基态的氢原子，电子动能的一部分被吸
收，所以电子的能量应大于其能级差，即E＝hν= hc
λ ＞E4- E1，所以电子的德布罗意波长
λ＜
hc
E4- E1
，故D 错误。
故选：B。
题型2 受激跃迁和电离
4.
（2024•南昌二模）图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光
频率ν 的关系图像，图乙为氢原子的能级图。一群处于n＝3 能级的氢原子向低能级跃迁时，
发出的光照射光电管，发出的光电子的最大初动能为（ ）
A．2.29eV
B．9.80eV
C．10.20eV
D．12.09eV
【解答】解：由甲图和光电效应方程
Ek＝hν﹣W0
可得W0＝2.29eV
根据图乙可知，处于n＝3 能级的氢原子向基态能级跃迁时，发出的光频率最大，光子能量最大
为
hν＝E3﹣E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eV
根据Ek＝hν﹣W0＝12.09eV﹣2.29eV＝9.80eV，故ACD 错误，B 正确。
故选：B。
20
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5.
（2024•中山市校级模拟）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n＝4 能级的氢原子，
用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b 两种频率的光能
使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化
的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．题中的氢原子跃迁共能发出3 种不同频率的光子
B．a 光是从n＝4 能级向n＝1 能级跃迁产生的
C．a 光的频率小于b 光的频率
D．b 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动能比a 光照射时的小
【解答】解：A．题中的一群氢原子由n＝4 向低能级跃迁时共能发出C 4
2 =6种不同频率的光子，
故A 错误；
BCD．a 光的截止电压小于b，根据eUc＝Ekm和Ekm＝hν﹣W 逸出功
可知，a 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动能比b 光小，则a 光子能量小于b，a 光的频率
小于b 光的频率，则a 光是从n＝3 能级向n＝1 能级跃迁产生的，b 光是从n＝4 能级向n＝1 能
级跃迁产生的，故C 正确，BD 错误。
故选：C。
6.
（2024•潍坊二模）图甲为氢原子的能级图，大量处于第3 能级的氢原子，向低能级
跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2 种频率的a、b 光可让
光电管发生光电效应。图丙为a、b 光单独照射光电管时产生的光电流I 与光电管两端电压U
的关系图线。下列说法正确的是（ ）
21
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A．光照强度减小，光电子的最大初动能也减小
B．图乙中滑片P 从O 向N 端移动过程中，电流表示数逐渐减小
C．a 光光子的能量为10.2eV
D．光电管中金属的逸出功为2.25eV
【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0可知，光电子的最大初动能与光的强度无关，
故A 错误；
B、乙图中，电源的右侧为正极，当中滑片P 从O 向N 端移动过程中，光电管所加电压为正向电
压，所以电流表示数不会减小，故B 错误；
CD、大量处于n＝3 激发态的氢原子向低能级跃迁时，光线发射器中发出的三种光子的能量分别
为：
E31＝E3﹣E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eV
E21＝E2﹣E1＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6）eV＝10.2eV
E32＝E3﹣E2＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40）eV＝1.89eV
用这些光照射图乙中的光电管，有2 种频率的a、b 光可让光电管发生光电效应，由图丙，a 光遏
止电压大于b 光遏止电压，根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0和eUc＝Ekm
得a 光子能量大于b 光子能量，则a 光子能量等于E31，为氢原子从n＝3 能级跃迁到n＝1 能级时
发出的光，能量值为为12.09eV；
b 光子能量等于E21，为氢原子从n＝2 能级跃迁到n＝1 能级时发出的光，能量值为10.2eV；
对于b 光，根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0可知，光电管中金属的逸出功为W0＝hν﹣Ekm＝E21
﹣eUcb＝10.2eV﹣7.95eV＝2.25eV，故C 错误，D 正确。
故选：D。
22
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题型3 与光电效应相结合
7.
（多选）（2024•咸阳二模）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4 激发
态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管
阴极K 上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．光电管阴极K 金属材料的逸出功为5.75 eV
B．这些氢原子跃迁时最多发出6 种频率的光
C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D．氢原子从n＝4 能级跃迁到n＝2 能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
【解答】解：A．n＝4 能级的原子跃迁，释放的最大能量E＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）
＝12.75eV
根据动能定理，光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝7eV
根据爱因斯坦质能方程hν＝E＝Ek+W0
代入数据解得逸出功为W0＝5.75eV，故A 正确；
B．这些氢原子跃迁时最多发出C4
2 =6种频率的光，故B 正确；
C．若调节滑片使光电流为零，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故C 错误；
D．氢原子从n＝4 能级跃迁到n＝2 能级时，由于释放光子，则氢原子能量会减小，库仑力做正
功，核外电子动能增加，故D 正确。
故选：ABD。
8.
（多选）（2024•台州二模）氢原子的能级图如图1 所示，从高能级向低能级跃迁时，
会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6 跃迁到能级2 产生可见光Ⅰ，从能级3 跃迁到能级
2 产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2 所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正
23
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确的是（ ）
A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的粒子性
B．两种光分别照射阴极K 产生的光电子到达阳极A 的动能之差为1.13eV
C．欲使微安表示数变为0，滑片P 应向b 端移动
D．滑片P 向b 端移动过程中，到达阳极A 的光电子的最大动能一直增大
【解答】解：A、当氢原子从n＝6 能级向n＝2 能级跃迁时，ΔE1＝E6﹣E2＝﹣0.38eV+3.4eV＝
3.02eV，当氢原子从n＝3 能级向n＝2 能级跃迁时，ΔE2＝E3﹣E2＝﹣1.51eV+3.4eV＝1.89eV，
可知光Ⅰ比光Ⅱ的能量值大，则光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的粒子性，故A 正确；
B、根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0＝ΔE﹣W0，可知两种光分别照射阴极K 产生的光电子的最
大初动能的差为E＝ΔE1﹣ΔE2＝3.02eV﹣1.89eV＝1.13eV，则两种光分别照射阴极K 产生的具有
最大初动能光电子到达阳极A 的动能之差为1.13eV，但不是所有光电子都满足这样的情况，故
B 错误；
CD、P 向b 移动时，光电管所加的电压为正向电压，所以若滑片P 应向b 端移动，到达阳极A
的光电子的最大动能一直增大，不可能使微安表示数变为0，故C 错误，D 正确。
故选：AD。
9.
（2024•开福区校级模拟）图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4 激发态的氢原子向
低能级跃迁时，发出频率不同的光子，其中只有两种频率的光可使图乙中的光电管阴极K 发
生光电效应。现分别用这两种频率的光a、b 照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的
关系如图丙所示，阴极K 金属材料的逸出功为10.75eV。下列说法正确的是（ ）
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A．这些氢原子跃迁时共发出5 种频率的光
B．氢原子跃迁时发出a 光的频率大于b 光的频率
C．用b 光照射光电管阴极K 时，遏止电压Ucb为2V
D．处于n＝2 能级的氢原子可能会被a 光照射金属材料产生的光电子碰撞而电离
【解答】解：A、大量处于n＝4 激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能发出C4
2 =6种不同频率的
光，故A 错误；
B、由图可知b 光的遏止电压最大，由动能定理结合光电效应方程可得：eUc＝Ek＝hν﹣W0，由
此可知b 光的频率大于a 光的频率，故B 错误；
C、图丙中的图线b 所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量
较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从n＝4 到n＝1 的跃迁，则b 光子能量为Eb＝（﹣
0.85eV）﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV
由动能定理结合光电效应方程可得：eUc＝Ek＝Eb﹣W0，代入数据解得：Ucb＝2V，故C 正确；
D、由题意可知：a 光的能量为Ea＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV，照射产生的光电子的最
大动能Ek＝Ea﹣W0＝12.09eV﹣10.75eV＝1.34eV，不足以使n＝2 能级的氢原子电子电离，故D
错误。
故选：C。
题型4α 衰变、β 衰变
10. （2024•淮安模拟）放射性同位素热电机是各种深空探测器中最理想的能量源，它不
25
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受温度及宇宙射线的影响，使用寿命可达十几年。我国的火星探测车用放射性材料器 94
238Pu 作
为燃料，其原理为 94
238Pu 发生α 衰变时将释放的能量转化为电能，衰变方程为 94
238Pu→X+ 2
4
He，以Z 和N 分别表示X 的电荷数和中子数，下列判断正确的是（ ）
A．Z＝90，N＝142
B．Z＝92，N＝144
C．Z＝92，N＝142
D．Z＝90，N＝144
【解答】解：核反应方程满足质量数和电荷数的守恒定律，可知X 的电荷数为94﹣2＝92，质量
数为238﹣4＝234，电荷数等于质子数，质量数等于质子数加中子数，所以中子数为234﹣92＝
142，即Z＝92，N＝142
故ABD 错误，C 正确。
故选：C。
11. （2024•江西模拟）1898 年居里夫妇发现了放射性元素针（ 84
210Po）。若元素针发生
某种衰变，其半衰期是138 天，衰变方程为 84
210Po→ 82
206Pb+Y+γ，下列说法正确的是（ ）
A．该元素发生的是β 衰变
B．Y 原子核含有3 个核子
C．γ 射线可用于肿瘤治疗
D．200g 的Po 经276 天，已发生衰变的质量为100g
【解答】解：AB、根据质量数守恒和电荷数守恒，可知Y 原子核的电荷数为2，质量数为4，
则核子数为4，Y 是α 粒子，此衰变为α 衰变，而γ 射线是伴随着α 衰变产生的，故AB 错误；
C、γ 射线在医疗上作为伽马手术刀可以精准切除肿瘤组织，故C 正确；
D、根据半衰期的定义可得m=m0( 1
2 )
n，其中，n= t
T = 276
138 =2，由此可知，200g 的Po 经276
天，还剩余50g，故已发生衰变的质量为150g，故D 错误。
故选：C。
12. （2024•新泰市校级一模）“嫦娥三号”探测器在月球软着陆并释放了玉兔号月球车，
玉兔号配备的核电池是我国自主研发的放射性钚238（ 94
238 Pu）电池，其在发生α 衰变过程中
放出能量，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地
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面的通讯。已知钚238 的半衰期为88 年，下列说法正确的是（ ）
A．其衰变后的原子核内质子数比中子数多50 个
B．衰变后原子核的质量与α 粒子的质量之和等于衰变前钚238 的质量
C．经过一段时间，随着钚238 的减少，电池内钚238 的半衰期变短
D．经过88 年，该核电池内的钚238 还剩一半
【解答】解：A．α 粒子的质量数为4，电荷数为2，所以α 粒子的中子数为2，经过一次α 衰变
后，钚238 减少两个质子和两个中子，变为新核。则质子数变为92，中子为234﹣92＝142。质
子数比中子数少142﹣92＝50 个，故A 错误；
B．由于衰变中有质量亏损，所以衰变后原子核的质量与α 粒子的质量之和小于衰变前钚238 的
质量，故B 错误；
C．半衰期由元素种类决定，不会发生变化，故C 错误；
D．经过一个半衰期，大约一般的钚衰变称为其他元素，该核电池内的钚238 还剩一半，故D 正
确。
故选：D。
题型5 半衰期的理解及应用
13. （2024•金华二模）如图所示，2023 年11 月2 日，日本东京电力公司启动第三批福岛
核污染水排海。核污染水虽然经过“多核素去除设备”（ALPS）处理，但核污染水中的氚（
1
3 H）很难被分离清除，氚会通过食物链在人体内累积，对人的伤害将不可估量。其衰变方
程为 1
3 H→ 2
3 He+ -1
0 e，半衰期为12.5 年，下列说法正确的是（ ）
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A．衰变过程核子总质量不变
B．衰变放出的 -1
0 e是由原子核外电子受激发而产生
C．受核污染的海产品经过高温烹煮不能去除其放射性
D． 1
3 H在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短
【解答】解：A、衰变过程中会释放能量，根据质能方程可知，反应后的质量会减小，故A 错误；
B、衰变释放出的电子是由于原子核内的变化产生的，与核外电子无关，故B 错误；
C、放射性为物理性质，高温亨煮无法除去，故C 正确；
D、半衰期为物理性质，不会随着食物链传递而缩短周期的，故D 错误
故选：C。
14. （2024•绍兴二模）钠的放射性同位素 11
24Na 经过一次衰变后产生稳定的镁（ 12
24
Mg），已知 11
24Na 的半衰期为15h，将一个放射强度为每秒3.2×104次的 11
24Na 溶液样本注射到
某病人血液中，45h 后从该病人体内抽取6mL 的血液，测得其放射强度为每秒5 次。下列说法
正确的是（ ）
A．该衰变过程为α 衰变
B． 11
24Na 进入到血液后半衰期变长
C．45h 后样本放射强度变为原来的1
4
D．该病人体内血液的总体积约为4.8L
【解答】解：A、根据衰变过程中电荷量和质量数守恒可知该衰变产物为 -1
0 e，为β 衰变，故A
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错误；
B、半衰期与外界因素无关， 11
24Na 进入到血液后半衰期不变，故B 错误；
C、 11
24Na 的半衰期为15h，45h＝3×15h，则45h 后样本放射强度变为原来的( 1
2 )
3= 1
8，故C 错
误；
D、第一次测量时放射强度为每秒3.2×104次，3 个半衰期后，每秒钟衰变次数应为3.2×104×（1
2
）3＝4×103（次），现从该病人体内抽取6mL 的血液，测得其放射强度为每秒5 次，故血液总
量应是4×10
3
5
×6mL＝4800mL＝4.8L，故D 正确。
故选：D。
15. （2024•通州区模拟）家庭装修中，不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性
元素氧 86
222 Rn。氡 86
222 Rn的衰变曲线如图，则氡 66
222 Rn的半衰期为（ ）
A．3.8 天
B．7.6 天
C．10 天
D．17.6 天
【解答】解：由图可知，氡的质量从1
3 m0到衰变剩余1
12 m0的过程中，经历了t＝17.6 天﹣10 天
＝7.6 天，即经过了两个半衰期，所以半衰期T= t
2 = 7.6 天
2
=3.8 天，故A 正确，BCD 错误。
故选：A。
题型6 核反应方程及应用、核能的计算
16. （2024•新余二模）“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能。“核
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电池”利用了 94
238Pu 的衰变，衰变方程为 94
238Pu→ m
234X+ 2
nY，下列说法正确的是（ ）
A． 94
238Pu 的比结合能比 m
234 X的大
B．月夜的寒冷导致 94
238Pu 衰变得比在地球上慢些
C．衰变方程中的m 等于92，一个 94
238Pu 衰变为 m
234X 释放的核能为（mPu﹣mX﹣mY）C2
D．Y 是氦的原子核，具有极强的穿透能力可用于金属探伤
【解答】解：A． 94
238 Pu发生衰变成更稳定的 m
234 X，而核越稳定，比结合能越大，故A 错误；
B．元素的半衰期由本身决定，衰变快慢不受外界环境影响，故B 错误；
C．此核反应过程中的质量亏损为Δm＝mPu﹣mX﹣mY
根据爱因斯坦质能方程，核反应过程中释放的能量E =(mPu-mX -mY )C
2，故C 正确；
D．根据质量数守恒m+2＝94，解得m＝92
根据电荷数守恒n+234＝238，解得n＝4
因此Y 是氦的原子核， 94
238 Pu发生的是α 衰变，α 射线的穿透能力较弱，不能用于金属探伤，
故D 错误。
故选：C。
17. （2024•银川一模）2024 年2 月15 日。中国科学院近代物理研究所在《物理评论快
报》发文，称已成功合成了两种新的富质子核子，即锇 76
160Os，和钨 74
156W，测量发现锇 76
160
Os，衰变成钨 74
156W 的半衰期为201μs，下列说法正确的是（ ）
A．锇 76
160Os 衰变成钨 74
156W 的方程为 76
160Os→ 74
156W+21
2H
B．升高温度或增大压强会缩短锇 76
160Os 的半衰期
C．锇 76
160Os 比钨 74
156W 的比结合能大
D．100μg 锇 76
160Os 经过201μs，剩余质量为50μg
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【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒可知该衰变方程为 76
160Os→ 74
156W +2
4 He，故A
错误；
B、半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度、压强以及所处的化学状态无关，故B 错误；
C、生成物比反应物更稳定，所以钨 74
156W 的比结合能大于锇 76
160Os 的比结合能，故C 错误；
D、经过时间201μs，即经过一个半衰期后，100μg 锇 76
160Os 还剩50μg 的锇 76
160Os 未衰变，故D
正确。
故选：D。
18. （2024•雨花区校级模拟）2023 年5 月。我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首
堆示范工程—福清核电5、6 号机组正式通过竣工验收，设备国产化率达到90%，反映了我国
建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线，以下判断中正
确的是（ ）
A． 8
16O 核的结合能比 3
6Li 核的结合能更小
B．两个 1
2H 核结合成 2
4He 时要释放能量
C．两个 1
2H 核结合成 2
4He 存在能量与质量的相互转化
D． 92
235U 中核子的平均质量比 56
144Ba 中核子的平均质量小
【解答】解：A．由题图可知， 3
6 Li核的比结合能小， 8
16O核的比结合能大，而且 8
16O核的核
子数多，由于原子核的结合能等于比结合能与核子数的乘积，所以 8
16O核的结合能比 3
6 Li核的
结合能更大，故A 错误；
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B．由题图可知， 1
2 H核的比结合能小， 2
4 He核的比结合能大，则 2
4 He核的结合能比两个
1
2 H核的结合能大，所以两个 1
2 H核聚变结合成 2
4 He核时要释放能量，故B 正确；
C．能量和质量之间只是相差一个系数，两者都反映物体的属性，彼此之间不存在转化关系，故
C 错误；
D．由题图可知， 92
235U核的比结合能比 56
144 Ba核的比结合能小，由于平均质量越小的原子核，
其比结合能越大，所以 92
235U中核子的平均质量比 56
144 Ba中核子的平均质量大，故D 错误。
故选：B。
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